功能性針織運動面料產(chǎn)品開發(fā)

龍海如

摘要：本文針對熱濕舒適性、彈性與壓力舒適性、防護性等幾類常用的功能性針織運動面料，從原料、織物結(jié)構(gòu)設(shè)計和后整理技術(shù)等方面綜述了國內(nèi)外的開發(fā)與應用動態(tài)，并展望了功能性針織運動面料今后的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：功能性；舒適性；針織；運動面料

中圖分類號：TS186.2 文獻標志碼：A

Development of Functional Knitted Sportswear Fabric

Abstract： Based on introducing several kinds of functional knitted fabric for sportswear including fabric with thermal-wet comfort， fabric with elasticity and pressure comfort and protective fabric， the development and applications of such fabric at home and abroad are reviewed from the perspectives of raw materials， structural design and finishing technologies. The future developing trend of functional knitted sportswear fabric is prospected.

Key words： functional； comfort； knitting； sportswear fabric

隨著全民健身和運動休閑熱的興起，人們對不同季節(jié)和不同場合穿著的運動服裝的需求不斷上升，這促進了針織運動面料的發(fā)展。特別是本世紀以來，隨著新型功能性纖維的開發(fā)與應用，功能性針織運動面料不斷問世，這不僅豐富了消費者的個性化需求，同時也滿足了某些特殊領(lǐng)域的用途。

功能性針織運動面料的開發(fā)主要涉及原料的組分、織物結(jié)構(gòu)設(shè)計、后整理加工等方面，其中纖維與紗線本身的功能及性能起到了至關(guān)重要的作用。本文就目前常用的幾類功能性針織運動面料，并以緯編產(chǎn)品為主，來綜述近年來國內(nèi)外的開發(fā)動態(tài)。

1 熱濕舒適性針織運動面料

1.1 吸濕排汗針織面料

這類面料主要適合于運動量較大、出汗較多以及天氣較熱的環(huán)境下使用，一般是通過貼身運動服將人體表面的汗水向外傳導，使皮膚保持干燥的舒適感。

1.1.1 吸濕排汗纖維

吸濕排汗功能性纖維截面多為異形，表面有眾多微孔或溝槽，具有較高的比表面積，利用毛細管芯吸效應，能夠快速地吸濕、導濕、擴散和揮發(fā)，迅速吸收皮膚表面濕氣和汗水，并排放到外層蒸發(fā)。典型產(chǎn)品包括四管道中空結(jié)構(gòu)的Coolmax？纖維、多溝槽設(shè)計的CoolDry纖維、十字斷面溝槽設(shè)計的CoolTech纖維、參照“苜蓿草”的四葉子形狀使表面具有細微溝槽和孔洞的Aerocool纖維等，以及其它的三葉、六葉、I型、H型、三角、中空等各種異形斷面化學纖維。

1.1.2 面料結(jié)構(gòu)設(shè)計

吸濕排汗針織面料以薄型居多，可以是單面織物如平針、珠地網(wǎng)眼、添紗等，也可以是兩面派結(jié)構(gòu)的雙面織物。兩面派織物內(nèi)層采用疏水性纖維如細旦滌綸、丙綸等，結(jié)構(gòu)為蜂窩與網(wǎng)眼狀，以使織物內(nèi)層與皮膚呈現(xiàn)點接觸，增加織物透氣性和舒適感；外層采用親水性纖維如棉紗、羊毛等。該織物內(nèi)層通過纖維毛細管芯吸效應將皮膚汗水向外層傳導，被外層吸收后向環(huán)境蒸發(fā)，從而實現(xiàn)單向?qū)?。鑒于結(jié)構(gòu)法單向?qū)窨椢锩婷芏容^高，已有學者利用納米纖維、碳納米管等先進材料制備納米纖維基單向?qū)窨椢铮缋?2 個平行靜電紡電極制造出單軸對稱纖維陣列，其形態(tài)與竹葉表面形態(tài)相似，具有典型的單向?qū)裉匦浴?/p>

1.1.3 親疏水性整理

親疏水單面整理是指采用親水或疏水整理劑對針織物進行單面整理，使整理面具有異于未整理面的吸濕性能，從而形成織物兩面的差動毛細效應，實現(xiàn)單向?qū)?。親疏水兩面整理則對針織物一面進行親水整理，另一面進行疏水整理，使織物兩面分別具有親水性和疏水性，內(nèi)外兩層形成顯著的差動毛細效應，從而實現(xiàn)針織物單向?qū)窆δ?。如Cotton Incorporated（美國棉花公司）推出的Wicking WindowsTM（芯吸窗）和TransDRYTM導濕快干處理技術(shù)。芯吸窗技術(shù)使全棉針織物兩面產(chǎn)生差異，具有良好的單向?qū)裥?；TransDRYTM技術(shù)具有水分管理性能，能單向地將汗水從針織物內(nèi)層（貼身層）向外層傳遞，并在外層散發(fā)，降低全棉織物的吸濕性能和減少干燥時間。

1.2 涼感針織面料

這類針織面料主要利用涼感纖維良好的導熱性，降低運動時人體的表面溫度，給人以涼爽感。涼感纖維是在紡絲液（滌綸、錦綸、粘膠等）中加入了一些納米礦物質(zhì)，主要產(chǎn)品有云母纖維、玉石纖維、飯麥石纖維等。如云母的熱傳導速率為滌綸的 5 倍以上，且納米云母含水率極高，高含水帶動吸熱降溫作用，這 2 種特性使云母纖維針織面料具有良好的散熱降溫涼爽功能。

涼感針織面料通常采用涼感纖維與滌綸混紡或交織，如：55%涼感纖維/45%滌綸，55%滌綸/45%涼感纖維，65%滌綸/35%涼感纖維，72%滌綸/28%涼感纖維等，常用的針織面料結(jié)構(gòu)有單面雙珠地、雙面羅紋等。

1.3 保暖針織面料

保暖針織面料主要用于寒冷氣候下的運動服，提供保暖與防寒功能。該類針織面料采用的原料主要包括：（1）中空類化纖或者天然纖維紗線，例一為Invista（英威達）公司開發(fā)的Thermolite？中空聚酯纖維，具有保暖（中空）、透氣（纖維壁有微孔）、導濕（毛細管芯吸）三重功能；例二為日本倉紡公司的中空棉紗SPINAIR，該紗線呈包芯結(jié)構(gòu)，外層為棉，芯部為水溶性維綸，當紗的芯部溶解后變成空洞，從而產(chǎn)生中空效應。（2）加入遠紅外陶瓷粉末，使纖維具有遠紅外保暖功能。（3）各種發(fā)熱保暖纖維。例如：EXLAN工業(yè)公司生產(chǎn)的丙烯酸酯纖維有“依克絲”及其升級版“依克絲hyper”，是吸濕發(fā)熱材料的先驅(qū)商品，兼具高度的發(fā)熱性和穿著舒適性；富士紡HD公司的ECOWARM棉吸濕發(fā)熱纖維，通過吸收人體釋放出的水蒸氣等水分而使纖維發(fā)熱；三菱麗陽公司的COREBRID THERMOCATCH吸光發(fā)熱導電腈綸，通過在纖維芯部摻入特殊微粒子，具有將太陽光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿陌l(fā)熱保暖功能和防靜電功能；旭化成紡織公司的Stretch Energy聚氨酯/滌綸材料，擁有“伸縮發(fā)熱”的專利，利用面料的伸縮能實現(xiàn)持久發(fā)熱。（4）蓄熱調(diào)溫纖維，利用相變蓄熱技術(shù)，通過在纖維表面涂上一層含有相變材料的微膠囊，實現(xiàn)蓄熱保暖的性能；該纖維加工成的針織面料具有自動吸收、儲存分配和放出熱量的動態(tài)保溫功能，可以在織物周圍形成溫度基本恒定的微氣候。

保暖針織面料一般設(shè)計成能儲藏較多靜止空氣的絎縫或空氣層結(jié)構(gòu)，以及較厚實的襯墊類和毛圈類織物，此外通過對織物進行起絨、磨絨、刷絨等處理也可以提高保暖效果。

2 彈性與壓力舒適性針織運動面料

2.1 彈性針織面料的形變與壓力

與普通非彈性針織面料相比，彈性針織面料一般具有較大的延伸率和較好的回復性能，穿著彈性針織面料制成的貼身或緊身運動服也會對人體產(chǎn)生一定的壓力。

若運動服以舒適性作為主要要求時，則必須選擇有效延伸率為25% ～ 40%，而比賽用運動服、滑雪服、緊身服等貼身服裝，則要求延伸率在40%以上。此外，服裝壓力對人體也存在一定影響。研究表明，不會造成生理障礙的服裝壓力允許范圍為3.92 kPa以內(nèi)，舒適的服裝壓力范圍為1.96 ～ 3.92 kPa；人體不同部位所能承受的壓力不同，壓力舒適性范圍也有所差異，例如緊身運動褲舒適壓力閾值為4.00 ～ 5.33 kPa。不同類型的服裝壓力舒適性指標的確定，可為指導針織運動產(chǎn)品生產(chǎn)提供必要的技術(shù)參數(shù)，部分針織運動服裝款式的壓力舒適性范圍如表 1 所示。

2.2 壓力舒適性針織面料

影響針織面料彈性的因素主要有：針織物結(jié)構(gòu)，例如羅紋織物比其他織物橫向延伸性和彈性要好；彈性纖維種類、細度和含量。日常運動服采用的針織面料的組織結(jié)構(gòu)一般較簡單，如緯編的平針、羅紋、珠地網(wǎng)眼等，經(jīng)編的雙經(jīng)平等。彈性纖維主要是氨綸，氨綸含量以泳裝面料較高，一般在18% ～ 20%，其他彈性面料通常在5% ～ 15%之間。

英威達公司推出的柔軟舒適型萊卡？（Soft Comfort Lycra？）902C具有獨特的拉伸性能，在保持良好彈性的同時可以減小服裝對人體的壓力，兼具緊身調(diào)整和柔軟舒適的優(yōu)點，使用者可根據(jù)自己的愛好選擇不同線密度的萊卡？以達到緊身舒適的要求。采用萊卡？ 902C的運動型面料具有更好的伸展性、更大的延伸性和更好的回復性，人體在織物和服裝中可以感覺到更易舒展，所以更加舒適和貼身。該彈性纖維可與棉、天絲？、超細化纖等原料交織生產(chǎn)緯編面料，制作常用的運動裝。

2.3 耐氯針織泳裝面料

普通氨綸由于不耐氯，在泳池中浸泡時間長了會使泳衣彈性下降甚至消失，出現(xiàn)起泡和松弛現(xiàn)象。為此，英威達公司結(jié)合lastingFIT技術(shù)，推出了耐氯萊卡？ T275B、T276B及T275Z纖維，其泳衣在含氯的水環(huán)境下能帶來持久的合體性，比普通氨綸泳裝面料擁有長達10倍的持久性，能防止泳衣起泡和松弛，保持外形不變。此外，lastingFIT技術(shù)還提供耐用保護，可以防止遮光劑、泳池氯水、熱能及身體按摩油對面料造成的損害。

2.4 運動型針織面料

為了有利于運動員充分發(fā)揮自身水平，英威達研制的運動型萊卡？（Lycra？ Power）纖維可以充分控制身體的運動，在皮膚感應受到壓縮時，使肌肉控制達到最優(yōu)，從而提高身體動作的精確性和效能，使運動員運動更加自如，進而發(fā)揮出最佳水平。運動型萊卡？可以與滌綸等纖維交織生產(chǎn)針織運動健身服，并已經(jīng)用于賽跑、游泳、健美、足球、網(wǎng)球、橄欖球等體育運動與比賽。

3 防護性針織運動面料

3.1 抗紫外線針織面料

普通針織面料具有一定的防紫外線功能，其效果與采用的纖維材料、織物結(jié)構(gòu)與參數(shù)、面料顏色等有關(guān)。為了提高針織面料的抗紫外線性能，可采用抗紫外線纖維或織物后整理技術(shù)。

抗紫外線纖維一般是在紡絲高聚物中摻入吸收或反射紫外線的納米材料，如云母、TiO2、ZnO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等，均具有吸收波長200 ～ 400 nm紫外線的特征。通常抗紫外線纖維中含有多種組分的復合納米微粒，對于透明度要求較高的防紫外線服裝面料通常添加納米ZnO和納米TiO2微粒，其抗紫外線能力可以達到99.8%以上，抗可見光（波長400 ～ 800 nm）能力則在99.0%以上。除采用抗紫外線纖維外，針織面料越厚，紫外線到達皮膚遇到的阻礙越大，抗紫外線能力也就越強；針織面料緊密度越高，縫隙越少、越小，抗紫外線能力越強，但織物透氣性會變差，因此在設(shè)計夏季穿著的針織面料時，需綜合考慮抗紫外線性能和穿著舒適性。

抗紫外線后整理技術(shù)一般包括抗紫外線整理劑整理、微膠囊技術(shù)整理和溶膠凝膠技術(shù)整理 3 種方式。微膠囊整理技術(shù)即將抗紫外線吸收劑收納在微膠囊內(nèi)，將微膠囊以某種工藝吸附在纖維與纖維之間或織物表面，在織物使用過程中，纖維與微膠囊、微膠囊與外界發(fā)生摩擦破裂，微膠囊內(nèi)的抗紫外線吸收劑泄露緩慢釋放，達到緩釋抗紫外線的效果，且效果較為持久。溶膠凝膠是指金屬烷氧基化合物為前驅(qū)物，在溫和條件下水解縮合成溶膠，溶膠經(jīng)過加熱或揮發(fā)后變成氧化物凝膠的過程中，生成物為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。溶膠凝膠整理技術(shù)即采用物理或化學方法對納米溶膠進行處理，使針織面料具有優(yōu)良的抗紫外線性能和服用性能。

3.2 戶外運動針織面料

戶外運動面料對功能性的要求相對嚴格，人在戶外運動時發(fā)熱量大、汗液蒸發(fā)多，要求服裝散熱和透氣性能良好；為應對雨雪天氣，要求服裝有一定的防水性能；受風大寒冷影響，服裝防風保暖性能要好；為盡量減輕負重，服裝還需輕便易攜帶；等等。

美國Malden Mills公司的Polartec面料是一種針織抓絨（緯編搖粒絨）織物，主要分為Classic、Thermal Pro High Loft、Thermal Pro、Wind Bloc、Aqua Shell等幾大系列。Polartec Classic系列針織面料有超輕、輕型、中型和重型結(jié)構(gòu)可選，保暖而不厚重，透氣而舒適，快干而不沾雨雪，同時具有耐穿、可機洗、多用途的特點，適用于不同類型的運動領(lǐng)域；Polartec Thermal Pro系列高絨針織面料作為高性能保暖層搭配外層衣物，用于野外運動如登山、滑雪和攀冰巖等負重和空間受限制的不連續(xù)運動中，具有極佳的透氣性和極短的快干時間，舒適性能顯著；Polartec Aqua Shell系列復合面料采用防水透氣的DuPont（杜邦）AQUATOR薄膜，面料有 2 層及 3層選擇，防水透氣功能性強，并富有彈性。

4 結(jié)語

隨著纖維材料和紡織科學技術(shù)的進步，針織運動面料與服裝未來的發(fā)展除了功能性、舒適性外，還將向復合功能、環(huán)保、智能化、成形加工等方向推進，從而為廣大喜愛運動休閑的消費者提供更多、更新的產(chǎn)品。

參考文獻（略）